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Als Überlauf-Sicherung für Behälter - insbesondere an Waschmaschinen - dienendes
Sperrventil mit Kugelschwimmer
Die Erfindung betrifft ein als Überlaufsicherung für Behälter - insbesondere an Waschmaschinen- dienendes Sperrventil mit Kugelschwimmer, welcher in einem an die Zuflussleitung angeschlossenen Ventilgehäuse frei geführt ist und in Ruhestellung auf einer Auflage aufliegt.
Derartige Überlaufsicherungen werden insbesondere an oben offenen Behältern verwendet, in denen ein bestimmter Flüssigkeitsstand nicht überschritten werden soll, u. zw. unabhängig von der Steuerung der Zuflussleitung mittels eines Handventiles oder eines durch Steuerorgane beeinflussten Ventiles ; in beiden Fällen kann das Ventil zu lange offen bleiben, so dass die Flüssigkeit den Soll-Stand übersteigt und schliesslich auch über den freien Rand des Behälters überlaufen kann.
Bei einer bekannten Sicherungsvorrichtung dient als Sperrventil eine in einem innerhalb des Behälters angeordneten Rohr frei geführte Schwimmerkugel, wobei das Führungsrohr zumindest an seinem unteren Ende mit dem Behälter in Verbindung steht, so dass bei Ansteigen der Flüssigkeit in beiden stets der gleiche Pegel vorhanden ist und die Schwimmerkugel im Rohr aufwärts getragen wird, bis sie bei Erreichen des vorbestimmten Soll-Standes in die Absperrstellung gelangt, d. h. innerhalb eines hohlen Ventilgehäuses als Kugelventil wirkt-wogegen für die Ruhestellung der Schwimmerkugel am Fuss des Führungsrohres eine Auflage gebildet ist ; diese Sicherungsvorrichtung-wie sie z.
B. an Elektroden-Durchlauferhitzernge- mäss der deutschen Patentschrift Nr. 915009 verwendet wird-bewirkt nun, dass nach Erreichen der Sperrstellung der Schwimmerkugel der Anlaufvorgang des Gerätes beendet ist und der Wasseraustritt. daraufhin unter vollem Leitungsdruck erfolgt- also im stationären Durchfluss ; dieses in sich geschlossene System ist jedoch mit einer Überlaufsicherung an offenen Flüssigkeitsbehältern keineswegs ohne weiteres vergleichbar. Bei offenen Behältern muss dagegen nach Erreichen eines vorbestimmten Flüssigkeitsstandes gewährleistet sein, dass die Flüssigkeitszufuhr abgesperrt wird-auch wenn das zugehörige Absperrventil etwa nicht in seine Schliessstellung gebracht worden sein sollte.
Nach der Erfindung werden nun als Überlaufsicherung für Flüssigkeitsbehälter dienende Sperrventile mit Kugelschwimmer der eingangs beschriebenen Bauart derart ausgebildet, dass die Mündung der Zuflussleitung im höchsten Flüssigkeitsniveau des Behälters eingeführt ist und an ein vertikales, oben geschlossenes Rohrgehäuse für das Sperrventil anschliesst, dessen unten befindliche Durchtrittsöffnung durch eine die Auflage für den Kugelschwimmer bildende Verschlussplatte absperrbar ist, wobei an diesem Ge'- häuse oben-vorzugsweise gegenüber der Zuflussmündung-ein in den Behälter mündender Auslaufkanal mit gegenüber dem Kugelschwimmer geringerem Durchmesser angesetzt ist.
Hiedurch wird bei Erreichen des vorbestimmten höchsten Flüssigkeitsstandes im Behälter die Absperrung der Flüssigkeitszufuhr mit Sicherheit erreicht.
Bei diesem Sperrventil ist zweckmässig an der Verschlussplatte der Durchtrittsöffnung unten ein durch die Durchtrittsöffnung hindurchreichender Stift angebracht, der unten einen den Aufwärtshub der Platte begrenzenden Anschlag trägt, und zwischen dem die Durchtrittsöffnung bildenden Bund und der Verschlussplatte ist eine Druckfeder eingespannt ; hiebei kann im Gehäuse oben an der Ansatzstelle des Auslaufkanales. ein an sich bekannter, konischer Sitz für den Kugelschwimmer gebildet sein.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Sperrventiles ist der Durchmesser der Eintrittsöffnung der
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Flüssigkeitszuleitung kleiner als jener des Kugelschwimmers und ihre Mündung, die als Sitz für den Schwimmer in Rückschlagstellung dient, ist konisch ausgebildet und symmetrisch zu dem andern, am Auslaufkanal befindlichen Schwimmersitz angeordnet.
Das erfindungsgemäss ausgebildete Sperrventil eignet sich besonders für Waschbehälter von Waschmaschinen-vor allem von solchen mit halbautomatisch oder automatisch gesteuertem Waschvorgang, wobei dann auch der Flüssigkeitszufluss zum Waschbehälter ohne manuelle Beeinflussung geregelt wird ; diese Überlaufsicherung ist infolge ihres einfachen mechanischen Aufbaues praktisch nicht störanfällig, so dass mittels derselben ein unerwünschtes Überlaufen des Waschbehälters - etwa durch Ausfall der vorgesehenen Regelorgane - in zuverlässiger Weise verhütet wird.
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Sperrventiles in vier Betriebsphasen im Mittelschnitt dargestellt, u. zw. in Fig. 1 in Ruhestellung ; in Fig. 2 mit aufsteigendem Kugelschwimmer ; in Fig. 3 in Sperrstellung : und schliesslich in Fig. 4 in Rückschlagstellung des Kugelschwimmers.
In die Zuflussleitung 10 ist ein Absperrventil 11 eingesetzt, welches beispielsweise als Magnetventil ausgebildet und in an sich bekannter Weise gesteuert sein kann. Die Mündung 110 dieser Zuflussleitung 10 ist in der Ebene des vorherbestimmten und durch die strichpunktierte Linie 12 angedeuteten höchsten Flüssigkeitsstandes am Waschbehälter 13 angebracht, u. zw. unterhalb des oberen Randes 113 des nach oben offenen Waschbehälters 13. Die Mündung 110 der Zuflussleitung 10 ist im Inneren des Waschbehälters 13 mit einem abwärts gerichteten und oben geschlossenen Gehäuse 14 für das Sperrventil verbunden.
Zu diesem Zweck ist am unteren Ende des Gehäuses 14 eine Durchtrittsöffnung 15 vorgesehen, welche durch eine Verschlussplatte 16 absperrbar ist, welche zugleich die Auflage für einen Kugelschwimmer 17 bildet, welcher innerhalb des Gehäuses 14 frei geführt ist. Am oberen Ende des Gehäuses 14 ist vorzugsweise gegenüber der Mündung 110 der Zuflussleitung 10 ein in den Waschbehälter 13 mündender Auslaufkanals 18 für die Flüssigkeit vorgesehen, dessen Durchmesser kleiner als der Durchmesser des Kugelschwimmers 17 ist. An der Unterseite der Verschlussplatte 16 ist zunächst ein Dichtring 19 angebracht.
Ferner ist zwischen der Unterseite der Verschlussplatte 16 und der Oberseite der die Durchtrittsöffnung 15 begrenzenden Ringfläche 20 eine Druckfeder 21 eingespannt, welche die Verschlussplatte 16 ständig von derRingfläche 20 abzuheben sucht. Weiterhin ist an der Unterseite der Verschlussplatte 16 ein durch die Durchtrittsöffnung 15 hindurchreichender Stift 22 angebracht, an dessen unterem Ende ein den Aufwärtshub der Verschlussplatte 16 begrenzender Anschlag in Form eines Querstiftes 23 vorgesehen ist. An der am oberen Ende des hohlen Gehäuses 14 vorgesehenen Austrittsöffnung 24 des Auslaufkanals 18 ist eine Kegelstumpffläche 124 gebildet, welche als Sitz für den Kugelschwimmer 17 in dessen Sperrstellung dient.
Ferner kann an der Mündung 110 der Zuflussleitung 10 eine Eintrittsöffnung 25 gebildet sein, deren Durchmesser ebenfalls kleiner als der Durchmesser des Kugelschwimmers. 17 ist. Diese Eintrittsöffnung 25 dient als Sitz für den Kugelschwimmer 17 in, dessen Rückschlagstellung. Dabei kann an der Eintrittsöffnung 25 eine Kegelstumpffläche 125 gebildet sein, welche zu der an der Austritts- öffnung 24 des Auslaufkanals 18 gebildeten Kegelstumpffläche 124 spiegelbildlich angeordnet ist.
Die Wirkungsweise der Uberlaufsicherung ist folgende :
Sobald das in die Zuflussleitung 10 eingesetzte Absperrventil 11 seine Offenstellung einnimmt, kann Flüssigkeit in das Gehäuse 14 und damit über den Auslaufkanal 18 in den Waschbehälter 13
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bei Erreichen eines vorherbestimmten Flüssigkeitsstandes das Absperrventil 11 in seine Schliessstellung überführen, tritt die Überlaufsicherung nicht in Tätigkeit. Sobald jedoch aus irgend einem Grunde das Absperrventil 11 ungewollt seine Offenstellung beibehält und daher immer mehr Flüssigkeit in den Waschbehälter 13 gelangt, steigt innerhalb desselben der Flüssigkeitsstand beispielsweise bis an das Ge- häuse 14 heranreichen an.
Beim weiteren Ansteigen des Flüssigkeitsstandes tritt die Flüssigkeit auch in das untere Ende des Gehäuses 14 ein und infolge der unter der Wirkung der Druckfeder 21 von der Ringì1äche 20 abgehobenen verschlussplatte 16 kanndie Flüssigkeit durch die Durchtrittsöffnung 15 hindurch im Gehäuse 14 nach oben aufsteigen, wie esinFig. 2dargest ? Ut'xt. Im gleichen Ausmass wie der Flüssigkeitsstand im Waschbehälter 13 und damit auch im Inneren des Gehäuses 14 steigt, entfernt sich auch der Kugelschwimmer 17 von der Verschlussplatte 16, wie es beispielsweise in Fig. 2 gezeigt ist.
Beim weiteren Ansteigen des Flüssigkeitsstandes innerhalb des Waschbehälters 13 ge- langt schliesslich der Kugelschwimmer 17 in die Höhe der Austrittöffnung 24 des Auslaufkanales 18 und wird schliesslich durch das zufliessende Wasser an die Kegelstumpffläche 124 an der Austrittöffnung 24 angedrückt, so dass der Flüssigkeitszufluss durch den Auslaufkanal 18 hindurch aufhört. Gleichzei-
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tigwird aber auch die Verschlussplatte 16 auf die Ringfläche 20 durch den von der Zuflussleitung 10 her innerhalb des Gehäuses 14 wirkenden Flüssigkeitsdruck aufgedrückt, so dass auch durch die Durchtrittsöffnung 15 hindurch keine Flüssigkeitszufuhr in den Waschbehälter 13 erfolgen kann, wie es in Fig. 3 verdeutlicht ist.
Die Flüssigkeitszufuhr zum Waschbehälter 13 ist demnach vollständig abgesperrt, auch wenn das Absperrventil 11 noch seine Offenstellung beibehält.
Wenn in dieser Stellung des Absperrventiles 11 und des Kugelschwimmers 17 aus irgend einem Grunde der Flüssigkeitsdruck in der Zuflussleitung 10 aufhören oder in dieser ein unterdruck entstehen sollte, könnte es vorkommen, dass die im Waschbehälter 13 stehende Flüssigkeit in die Zuflussleitung
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schwimmer 17 infolge des auftretenden Soges aus seiner in der Fig. 3 dargestellten Sperrstellung in eine Rückschlagstellung an der Kegelstumpffläche 125, so dass die Eintrittsöffnung 25 an der MUndung 110 der Zuflussleitung 10 abgesperrt ist. In dieser Stellung des Kugelschwimmers 17 kann daher keine Flüssigkeit vom Waschbehälter 13 aus in die Zuflussleitung 10 eindringen.
Sobald inderselben die Flüssigkeit wieder unter normalem Druck steht, bewirkt dieser das Überwechseln des Kugelschwimmers 17 aus dessen in Fig. 4 gezeigter Rückschlag- in dessen Sperrstellung, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist.
Eine erfindungsgemäss ausgebildete Überlaufsicherung verhindert daher in zuverlässiger Weise nicht nur das Überlaufen von Flüssigkeit über den oberen Rand 113 des Waschbehälters 13, sondern auch das Zurückströmen von Flüssigkeit in die Zuflussleitung 10, falls diese aus irgend einem Grunde drucklos werden sollte.
Das spezifische Gewichtdes Kugelschwimmers 17 kann an die jeweilige Flüssigkeit angepasst wer- den, wobei das zur Herstellung des Kugelschwimmers 17 verwendete Material beispielsweise für die Flüssigkeit "Wasser" ein geringeres spezifisches Gewicht als 1 aufweisen muss. Die Einzelteile der Überlaufsicherung können in äquivalenter Weise an verschiedene Durchmesser der Zuflussleitung 10, an unterschiedliche Behälter und an verschiedenartige Flüssigkeiten angepasst werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Als Überlaufsicherung für Behälter - insbesondere an Waschmaschinen - dienendes Sperrventil mit Kugelschwimmer, welcher in einem an die Zuflussleitung angeschlossenen Ventilgehäuse frei geführt ist
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(110) der Zuflussleitung (10) im höchsten Flüssigkeitsniveau (12) des Behälters (13) eingeführt ist und an ein vertikales, oben geschlossenes Rohrgehäuse (14) für das Sperrventil anschliesst, dessen unten befindliche Durchtrittsöffnung (15) durch eine die Auflage für den Kugelschwimmer (17) bildende Verschlussplatte (16) absperrbar ist, wobei an diesem Gehäuse oben - vorzugsweise gegenüber der Zuflussmündung - ein in den Behälter mündender Auslaufkanal (18) mit gegenüber dem Kugelschwimmer geringerem Durchmesser angesetzt ist.
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